Estudo da dureza Vickers do aço, alumínio e liga de cobre

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ESTUDO DA DUREZA VICKERS DO AÇO, ALUMÍNIO E LIGA DE COBRE.
	
	
Souto J. I. V. de1
					 
	
1Depto. de Engenharia Mecânica da UFCG, Caixa Postal 10034, 58 109-970 Campina Grande/PB - joyceingrid.cg@gmail.com
Resumo
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1. Introdução 
“A propriedade mecânica dureza é largamente utilizada na especificação de materiais, nos estudos e pesquisas e metalúrgicas e na comparação de diversos materiais” (SOUZA, 1982).
Para os engenheiros mecânicos a dureza é definida como a resistência penetração de um material no outro. No caso do ensaio realizado no laboratório foi o ensaio de Dureza Vickers (HV) usamos um penetrador de diamante para verificar a dureza de três amostras, a de um aço, uma liga de cobre e de um alumínio.
A escolha pela medição da dureza Vickers em relação as demais se deve as suas inúmeras vantagens, podemos destacar: as impressões extremamente desprezíveis no cp que não o inutiliza; a medida de dureza independe da carga, pela alta indeformabilidade do penetrador e pela semelhança das suas impressões entre si; aplicação em qualquer espessura do material.
A forma da impressão é um losango regular cujo valor do lado L é igual a média das diagonais obtidas na impressão do ensaio. Então, calcula-se a dureza Vickers a partir da seguinte expressão: 
Sendo Q igual a carga, dada em kgf ou N e L em mm, ou seja, HV é dado em N/mm² ou kgf/mm².
 2. Materiais e Procedimento Experimental 
Sabendo que o ensaio de dureza tem por objetivo a determinação das características mecânicas do metal, podemos destacar as metodologias e ferramentas utilizadas em laboratório na realização desse processo.
2.1 Ferramentas e Materiais
O equipamento utilizado para medir a dureza foi um durômetro analógico, na qual a partir dela podemos verificar a Dureza Vickers, ela é constituída por uma prensa, pesos para regulagem, régua milimetrada, visor para medição das diagonais, fixador e penetrador de diamante.
Figura 1 - Durômetro utilizado no ensaio de dureza.
2.1.2 Corpo de prova
Foram usados três tipos de materiais diferentes no ensaio dureza. Foram ensaiados uma liga de cobre, aço e alumínio.
 Figura 2 - Modelo dos corpos de prova. Da esquerda para a direita: alumínio, aço e liga de cobre.
2.1.3 Penetrador de Diamante
O diamante por ser o material com maior dureza encontrado na natureza, por isso utilizamos um penetrador de diamante, esse possui uma geometria piramidal com um ângulo de 136° entre suas faces. Quando entra em contato com o corpo de prova forma uma impressão de um losango que usamos as medidas de suas diagonais para o cálculo da dureza.
 Figura 3 - Modelo de penetrador de diamante
	
 2.2 Procedimentos
Primeiramente o conjunto formado pelo material cuja dureza será analisada e a base da máquina são ajustados de forma que o penetrador fique justo e nivelado com a superfície do material, exigindo um pouco mais de cuidado com o preparo desse material em comparação com o procedimento da dureza Rockwell. Por conseguinte, a carga é aplicada e o resultado da impressão é mostrado no projetor do durômetro, de forma que se faz possível a medida manual das diagonais do losango. Após algumas repetições desse procedimento para o mesmo material (no caso, são analisados os três materiais citados anteriormente: aço, alumínio e a liga de cobre), os dados são recolhidos e a dureza Vickers pode ser estimada.
 3. Resultados e Discussão 
Diante dos dados recolhidos através dos procedimentos descritos acima e da expressão utilizada para o cálculo da Dureza Vickers, foi possível calcular essa propriedade para cada material em questão e os resultados foram armazenados nas Tabelas 1,2 e 3.
	Dados do teste de dureza - Aço
	
	Leitura 1
	Leitura 2
	Leitura 3
	Leitura 4
	Leitura 5
	Carregamento (Kgf)
	10
	Comprimento L1 (mm)
	0,29
	0,29
	0,33
	0,34
	0,33
	Comprimento L2 (mm)
	0,3
	0,32
	0,32
	0,34
	0,32
	Comprimento L (mm)
	0,295
	0,305
	0,325
	0,34
	0,325
	Dureza Vickers (Kgf/mm²)
	213,0882
	199,3443
	175,5645
	160,4152
	175,5645
	Dureza Vickers Média (Kgf/mm²)
	184,7953
Tabela 1 - Dados referentes ao ensaio da dureza do aço.
	Dados do teste de dureza - Alumínio
	
	Leitura 1
	Leitura 2
	Leitura 3
	Leitura 4
	Leitura 5
	Carregamento (Kgf)
	5
	Comprimento L1 (mm)
	0,31
	0,32
	0,33
	0,31
	0,29
	Comprimento L2 (mm)
	0,3
	0,3
	0,32
	0,31
	0,31
	Comprimento L (mm)
	0,305
	0,31
	0,325
	0,31
	0,3
	Dureza Vickers (Kgf/mm²)
	99,67213
	96,48283
	87,78225
	96,48283
	103,0222
	Dureza Vickers Média (Kgf/mm²)
	96,68845
Tabela 2 - Dados referentes ao ensaio da dureza do alumínio.
	Dados do teste de dureza - Liga de Cobre
	
	Leitura 1
	Leitura 2
	Leitura 3
	Leitura 4
	Leitura 5
	Carregamento (Kgf)
	3
	Comprimento L1 (mm)
	0,28
	0,28
	0,25
	0,25
	0,29
	Comprimento L2 (mm)
	0,27
	0,27
	0,26
	0,27
	0,25
	Comprimento L (mm)
	0,275
	0,275
	0,255
	0,26
	0,27
	Dureza Vickers (Kgf/mm²)
	73,56298
	73,56298
	85,55479
	82,29586
	76,31276
	Dureza Vickers Média (Kgf/mm²)
	78,25787
Tabela 3 - Dados referentes ao ensaio da dureza da liga de cobre.
 4. Conclusões 
Diante do que foi explorado ao longo deste estudo, podemos concluir que os materiais utilizados (Aço, alumínio e a liga de cobre) apresentaram dureza 184,7953 Kgf/mm², 96,68845 Kgf/mm² e 78,25787 Kgf/mm² respectivamente. Além disso, foi possível observar que o ensaio de dureza Vickers nos proporcionou vantagens, uma vez que o mesmo possibilitou mais de um ensaio no mesmo corpo de prova e, somado a isso, uma facilidade na obtenção dos dados, pois possui uma grande precisão de medida como também apenas uma escala contínua de dureza. 
5. Referências Bibliográficas 
Chiaverini, V., Tecnologia Mecânica vol. I, vol. II e vol. III, Ed. Makron Books do Brasil Ltda, 1986.
Souza S. A. de, Ensaios Mecânicos de Materiais Metálicos 5º Edição, Ed. Edgard Blucher Ltda, 1982.